幾何光學之平面鏡成像全解 平面鏡成像特點

平面鏡成像特點(幾何光學之平面鏡成像全解)
像、實像、虛像:
像:物體發出的光線經過光學器件后的交點稱為像 。
實像:實際光線會聚點所稱的像 。
虛像:反射光線反向延長線的匯聚點所成的像 。
注:像是所有離開光學器件的光線的交點, 物是所有入射光線的交點 。 好好理解這句話, 這是研究成像問題最基礎的知識 。
平面鏡成像:

幾何光學之平面鏡成像全解 平面鏡成像特點

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物體發出的光線, 照射在平面鏡上發生鏡面反射, 反射光線的反向延長線的交點, 形成物體的虛像 。
平面鏡成像特點:
1、平面鏡成等大、正立的虛像 。
2、物、像的連線被平面鏡垂直平分 。
注:平面鏡成像作圖時可以利用平面鏡成像特點完成, 如下圖所示
幾何光學之平面鏡成像全解 平面鏡成像特點

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平面鏡的應用:
1、形成等大清晰的像 。 如平時我們用的穿衣鏡 。
2、改變光的傳播方向 。 如用潛望鏡可以在水下觀察水面上的船只 。
幾何光學之平面鏡成像全解 平面鏡成像特點

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例題:
下圖是用兩個平面鏡做成的潛望鏡, 在潛望鏡的正前方有一物體AB, 眼睛看到的像在什么位置, 請做出光路圖 。
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思路分析:
眼睛看到的是平面鏡m2所成的像, 本題的重點M2所成的像對應的物在什么地方 。
在這里我們要知道一個概念:虛物 。
平面鏡M2所接收到的光線都是經過M1反射過來的光線, 所以M1所成的像就相當于M2的物, 即虛像為物 。
虛物成像也一樣遵守平面鏡成像的規律 。
解題過程:
幾何光學之平面鏡成像全解 平面鏡成像特點

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1、首先做出AB在M1中的像A’B’ 。
2、做出A’B’在M2中的像A’’B’’ 。
眼睛看到的像在A’’B’’處, 光路如上圖所示 。
例題二:
人臉部寬度為L, 兩只眼睛相距為d, 平面鏡與臉平行, 人在平面鏡前要看到自己臉的全部寬度, 平面鏡至少要多寬?
思路分析:
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如上圖, AB表示人臉的寬度, L表示左眼, R表示右眼, 做出光路圖 。
A點要被左眼和右眼看到, 需要在平面鏡的C點和D點反射光線, B點要被左眼和右眼看到, 需要在平面鏡的E點和F點反射光線 。
由此可知平面鏡的寬度只要有DE的寬度即可滿足 。
像是所有離開光學器件的光線的交點, 物是所有入射光線的交點, 看看是不是可以更清楚的理解這句話了, 理解了這個很多光學的題目將會迎刃而解 。
解題過程:
幾何光學之平面鏡成像全解 平面鏡成像特點

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例題三:
如圖所示, 水平地面上有一障礙物ABCD, 有一平面鏡在某一高度上水平放置, 試用作圖法求出位于E點的眼睛通過平面鏡可以看到障礙物后方地面的范圍 。
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思路分析:
眼睛能看到的部分, 相當于障礙物后方地面發出的光線經平面鏡反射進入眼睛 。
依據光路可逆原理, 相當于在E處放一光源, 光線經平面鏡反射后在地面上可以照射到的范圍 。
解題過程:
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1、做出E在平面鏡中的像E’
2、連接EA, 并延長與平面鏡交于點O2, 連接E’O2并延長與地面交于G 。
【幾何光學之平面鏡成像全解 平面鏡成像特點】3、連接E’B, 并延長與地面交于點F 。
做出如上圖所示的光路圖, FG即為可看到的范圍 。
幾何光學之平面鏡成像全解 平面鏡成像特點

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以上幾個例題都能理解并熟練的應用后, 平面鏡成像將沒有題目可以難住你了 。

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